[go: up one dir, main page]

RU2369806C2 - Portable heat-transfer device - Google Patents

Portable heat-transfer device Download PDF

Info

Publication number
RU2369806C2
RU2369806C2 RU2006138013/06A RU2006138013A RU2369806C2 RU 2369806 C2 RU2369806 C2 RU 2369806C2 RU 2006138013/06 A RU2006138013/06 A RU 2006138013/06A RU 2006138013 A RU2006138013 A RU 2006138013A RU 2369806 C2 RU2369806 C2 RU 2369806C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
heat
burner
combustion chamber
mixture
porous solid
Prior art date
Application number
RU2006138013/06A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2006138013A (en
Inventor
Кендзи ОКАЯСУ (JP)
Кендзи ОКАЯСУ
Original Assignee
Кендзи ОКАЯСУ
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Кендзи ОКАЯСУ filed Critical Кендзи ОКАЯСУ
Publication of RU2006138013A publication Critical patent/RU2006138013A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2369806C2 publication Critical patent/RU2369806C2/en

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23DBURNERS
    • F23D14/00Burners for combustion of a gas, e.g. of a gas stored under pressure as a liquid
    • F23D14/12Radiant burners
    • F23D14/125Radiant burners heating a wall surface to incandescence
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23CMETHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN  A CARRIER GAS OR AIR 
    • F23C3/00Combustion apparatus characterised by the shape of the combustion chamber

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Gas Burners (AREA)
  • Instantaneous Water Boilers, Portable Hot-Water Supply Apparatuses, And Control Of Portable Hot-Water Supply Apparatuses (AREA)
  • Central Heating Systems (AREA)

Abstract

FIELD: physics.
SUBSTANCE: invention is meant for heat exchange and can be used for transferring heat to different objects. The heat-transfer device has apparatus for producing and supplying a mixture of fuel gas and air, and a heating unit. The heating unit comprises heat-accumulating jacket and a burner, inside the heat-accumulating jacket and made with a combustion chamber with a flat surface. The burner has several openings, each of which lies on its upper side along the current, reaches the said flat surface and serves as the opening of the burner, meant for injecting the mixture into the combustion chamber and, and a porous solid component. The porous solid component, which converts heat into radiated heat, bounds the region of the surface of the combustion chamber, lying opposite the front of the flame, obtained near the said flat surface and a heat-actuated pump, connected to the heat-accumulation jacket and capable of receiving heat through the heat-accumulating jacket. The heat-accumulating jacket has such a shape that, it surrounds the burner, at a distance from it, leaving space between the said burner and said jacket, and has several openings, which are part of the heat-exchange section lying up along the current and the heat-exchange section lying lower along the current. The heat-accumulating jacket can exchange heat when gas coming out of the combustion chamber passes through heat-exchange section lying lower along the current, and can transfer the received heat such that, it can be used for heating the said mixture in the said heat-exchange section lying up along the current and for heating the said heat-actuated pump.
EFFECT: invention provides for a compact device, its easier transportation, stable quality of burning and reduced loss of heat to the surrounding medium.
11 cl, 10 dwg

Description

Настоящее изобретение относится к портативному теплопередающему устройству, оснащенному автономным источником энергии и предназначенному для подвода тепла к нагревателю или одежде с обогревом, используемой на открытом воздухе, когда любой подвод электрической энергии или горючего газа затруднен.The present invention relates to a portable heat transfer device equipped with an autonomous energy source and intended for supplying heat to a heater or heated clothing used outdoors when any supply of electrical energy or combustible gas is difficult.

До настоящего времени в качестве переносного нагревателя, используемого на открытом воздухе, использовали главным образом газовый нагреватель и нательный обогреватель. Однако эти изделия неудобны тем, что обогревается лишь часть тела потребителя, либо уровень теплоты невозможно регулировать. Кроме того, нашли практическое применение одежда с обогревом и коврик с обогревом, причем в каждом из этих изделий используется батарея и каждое из них имеет электрически-резистивный элемент, распределенный внутри и выполненный с возможностью генерирования тепла на основе электрической энергии батареи. Однако массовая плотность энергии новейших батарей по-прежнему не очень высока и поэтому они не способны вырабатывать требуемую энергию нагрева в течение достаточного периода времени.To date, a portable gas heater and a body heater have been used primarily as a portable heater used outdoors. However, these products are inconvenient in that only part of the consumer’s body is heated, or the level of heat cannot be regulated. In addition, clothes with heating and a heating mat have found practical use, moreover, each of these products uses a battery and each of them has an electrically resistive element distributed inside and made with the possibility of generating heat based on the electric energy of the battery. However, the mass energy density of the latest batteries is still not very high and therefore they are not able to generate the required heating energy for a sufficient period of time.

Для решения этой проблемы, автор этой заявки предложил изобретение, описанное в японском патенте №3088127. Еще одно изобретение широко известно и описано в публикации №09-126423 выложенного патента Японии. Эти изобретения имеют целью использование сжиженного нефтяного газа (СНГ) в качестве источника энергии с тем, чтобы преодолеть упомянутый недостаток батарей, и предназначены для сжигания СНГ с использованием катализатора и выделения получаемого тепла. В первом из упомянутых изобретений выделенное тепло действует, активизируя насос с тепловым приводом с целью передачи тепла средой воды. В последнем из упомянутых изобретений теплопередача достигается за счет воздушной конвекции.To solve this problem, the author of this application proposed the invention described in Japanese patent No. 3088127. Another invention is widely known and described in Japanese Patent Laid-Open Publication No. 09-126423. These inventions aim to use liquefied petroleum gas (LPG) as an energy source in order to overcome the aforementioned lack of batteries, and are intended to burn LPG using a catalyst and generate heat. In the first of these inventions, the generated heat acts by activating a heat-driven pump in order to transfer heat to the water medium. In the last of these inventions, heat transfer is achieved by air convection.

По сравнению с пламенным горением каталитическое горение представляет собой интенсивную реакцию горения, которая может продолжаться непрерывно лишь за счет подачи топлива и воздуха при поддержании некоторого уровня высокотемпературной окружающей среды, даже если дует ветер или немного изменяется соотношение компонентов топливовоздушной смеси. Кроме того, каталитическое горение имеет такую особенность, что горение начинается при более низкой температуре, чем при пламенном горении. Однако если реакция будет продолжаться при соотношении компонентов, соответствующем теоретической смеси, в течение более длительного периода времени, температура горения существенно увеличится, вызывая ухудшение качества катализатора. Таким образом, необходимо проводить реакцию при соотношении компонентов, соответствующем обедненной смеси (при избытке воздуха). Это неизбежно приводит к снижению температуры горения, что вызывает потребность в увеличении площади теплопередачи, необходимой для активизации насоса с тепловым приводом, а значит - и в увеличении размеров камеры сгорания. Таким образом, проблема портативности остается. Более того, невозможно использовать горелку низкого давления ввиду потребности во введении воздуха с большим избытком. В отличие от этого пламенное горение изначально имеет высокую температуру горения. Таким образом, требуемую площадь теплопередачи можно уменьшить, что облегчает уменьшение размеров, и можно уменьшить площадь поверхности теплогенерирующей секции, чтобы ограничить утечку тепла с поверхности в окружающую среду, обеспечивая при этом повышенный тепловой кпд. Вместе с тем, на практике трудно осуществить горение полностью предварительно перемешанной смеси (горение после полного предварительного перемешивания) в пределах узкого пространства, окруженного периферийной стенкой. Такое горение также трудно осуществить в горелке низкого давления, предназначенной для впрыска СНГ из сопла и всасывания воздуха за счет инерции впрыскиваемого СНГ. Хотя пламя можно поддерживать при соотношении компонентов, соответствующем богатой смеси, оно задувается прежде, чем соотношение компонентов смеси достигает теоретического соотношения компонентов, соответствующего теоретической смеси. Хотя для нагнетательной подачи воздуха (принудительной подачи воздуха), как правило, используют вентилятор, чтобы достичь условий горения после полного предварительного перемешивания, такой вентилятор принудительной подачи воздуха нельзя использовать в портативном устройстве, предусматривающем уменьшенные габариты, потому что вентилятор должен вращаться посредством электродвигателя, требующего источника энергии, такого как батарея.Compared to flame combustion, catalytic combustion is an intense combustion reaction that can continue continuously only by supplying fuel and air while maintaining a certain level of high-temperature environment, even if the wind blows or the ratio of the components of the air-fuel mixture changes slightly. In addition, catalytic combustion has such a feature that combustion begins at a lower temperature than during flame combustion. However, if the reaction continues at a component ratio corresponding to the theoretical mixture for a longer period of time, the combustion temperature will increase substantially, causing a deterioration in the quality of the catalyst. Thus, it is necessary to carry out the reaction at a ratio of components corresponding to a lean mixture (with excess air). This inevitably leads to a decrease in the combustion temperature, which necessitates an increase in the heat transfer area necessary to activate the heat-driven pump, and, therefore, to increase the size of the combustion chamber. Thus, the portability problem remains. Moreover, it is not possible to use a low pressure burner due to the need for introducing a large excess of air. In contrast, flame combustion initially has a high combustion temperature. Thus, the required heat transfer area can be reduced, which facilitates size reduction, and the surface area of the heat generating section can be reduced in order to limit the leakage of heat from the surface into the environment, while providing increased thermal efficiency. However, in practice, it is difficult to burn a completely pre-mixed mixture (combustion after full pre-mixing) within a narrow space surrounded by a peripheral wall. Such combustion is also difficult to achieve in a low-pressure burner designed to inject LPG from a nozzle and suck in air due to inertia of the injected LPG. Although the flame can be maintained at a component ratio corresponding to the rich mixture, it is blown before the ratio of the components of the mixture reaches the theoretical ratio of the components corresponding to the theoretical mixture. Although a fan is typically used for pressure air supply (forced air supply) to achieve combustion conditions after complete pre-mixing, such a forced air fan cannot be used in a portable device that has a reduced size, because the fan must be rotated by an electric motor requiring an energy source such as a battery.

Задача настоящего изобретения состоит в том, чтобы разработать компактное и легкое портативное теплопередающее устройство, пригодное для переноски или транспортировки и выполненное с возможностью осуществления пламенного горения полностью предварительно перемешанной топливовоздушной смеси с использованием горелки низкого давления и при этом гарантирующее стабильное качество горения без срывов пламени из-за возмущений, а также уменьшающее потери тепла в окружающую среду, что позволяет подводить достаточное тепло к насосу с тепловым приводом.The objective of the present invention is to develop a compact and lightweight portable heat transfer device suitable for carrying or transporting and configured to carry out flame combustion of a fully pre-mixed air-fuel mixture using a low pressure burner while guaranteeing stable combustion quality without interruption of flame for disturbances, as well as reducing heat loss to the environment, which allows you to supply sufficient heat to the pump from heat m drive.

Для решения упомянутой технической задачи в портативном теплопередающем устройстве, содержащем приспособление для формирования и подачи смеси для получения смеси топливного газа и воздуха, нагревательный блок, включающий в себя теплонакопительный кожух и горелку, установленную в упомянутом теплонакопительном кожухе и выполненную с камерой сгорания, имеющей плоскую поверхность, причем упомянутая горелка включает в себя множество отверстий, каждое из которых выполнено на ее верхней по потоку стороне, доходит до упомянутой плоской поверхности и служит в качестве отверстия горелки, предназначенного для впрыска смеси в камеру сгорания для осуществления сжигания упомянутой смеси в камере сгорания, и пористый твердый компонент, осуществляющий преобразование в излучаемое тепло и выполненный с возможностью частичного преобразования тепловой энергии отходящего газа, получаемого в результате сжигания в камере сгорания, в энергию излучаемого тепла, при этом упомянутый пористый твердый компонент, осуществляющий преобразование в излучаемое тепло, ограничивает, по меньшей мере, область поверхности камеры сгорания, расположенную напротив фронта пламени, получаемого вблизи упомянутой плоской поверхности, и насос с тепловым приводом, подсоединенный к теплонакопительному кожуху и выполненный с возможностью приема тепла, генерируемого за счет сжигания смеси в камере сгорания, через теплонакопительный кожух, согласно изобретению теплонакопительный кожух имеет такую форму, что он полностью окружает упомянутую горелку, находясь на расстоянии от нее и образуя промежуток между упомянутой горелкой и упомянутым кожухом, и выполнен со множеством отверстий, составляющих расположенную выше по потоку теплообменную секцию и расположенную ниже по потоку теплообменную секцию, при этом упомянутый теплонакопительный кожух выполнен с возможностью осуществления теплообмена, когда отходящий газ из камеры сгорания проходит через расположенную ниже по потоку теплообменную секцию, и передачи упомянутого принятого тепла таким образом, что его можно использовать для подогрева смеси в упомянутой расположенной выше по потоку теплообменной секции и для нагрева упомянутого насоса с тепловым приводом.To solve the aforementioned technical problem in a portable heat transfer device containing a device for forming and supplying a mixture to obtain a mixture of fuel gas and air, a heating unit including a heat storage casing and a burner installed in the heat storage casing and made with a combustion chamber having a flat surface wherein said burner includes a plurality of openings, each of which is formed on its upstream side, reaches the said flat surface surface and serves as the opening of the burner for injecting the mixture into the combustion chamber for burning said mixture in the combustion chamber, and a porous solid component that converts to radiated heat and is capable of partially converting the thermal energy of the exhaust gas resulting from combustion into the combustion chamber, into the energy of the radiated heat, while the above-mentioned porous solid component, which converts to radiated heat, limits at least m Herein, a surface area of the combustion chamber located opposite the flame front obtained near said flat surface, and a heat-driven pump connected to the heat storage casing and adapted to receive heat generated by burning the mixture in the combustion chamber through the heat storage casing according to the invention the heat storage casing has such a shape that it completely surrounds the burner, being at a distance from it and forming a gap between the burner and the a burner, and is provided with a plurality of openings constituting an upstream heat exchange section and a downstream heat exchange section, wherein said heat storage casing is configured to perform heat exchange when the exhaust gas from the combustion chamber passes through an upstream heat exchange section, and transferring said received heat in such a way that it can be used to heat the mixture in said upstream heat exchange section and to heat and said heat driven pump.

Предпочтительно, большая часть поверхности камеры сгорания упомянутой горелки, включающая в себя упомянутую область поверхности, противоположную фронту пламени, ограничена упомянутым пористым твердым компонентом, осуществляющим преобразование в излучаемое тепло.Preferably, a large part of the surface of the combustion chamber of said burner, including said surface area opposite the flame front, is bounded by said porous solid component that converts to radiated heat.

Предпочтительно, устройство включает в себя выпускной канал, сообщающийся посредством текучей среды с расположенной ниже по потоку теплообменной секцией упомянутого теплонакопительного кожуха.Preferably, the device includes an outlet channel in fluid communication with a downstream heat exchange section of said heat accumulating casing.

Предпочтительно, пористый твердый компонент, осуществляющий преобразование в излучаемое тепло, выполнен из пенокерамики.Preferably, the porous solid component that converts to emitted heat is made of ceramic foam.

Предпочтительно, пористый твердый компонент, осуществляющий преобразование в излучаемое тепло, выполнен из нескольких слоев проволочных сеток.Preferably, the porous solid component that converts to radiated heat is made of several layers of wire mesh.

Предпочтительно, одна или более упомянутых проволочных сеток имеет форму шевронов.Preferably, one or more of said wire meshes is in the form of chevrons.

Предпочтительно, что упомянутый пористый твердый компонент, осуществляющий преобразование в излучаемое тепло, выполнен из любого элемента группы, состоящей из нескольких слоев проволочных сеток, пенокерамики, матообразного керамического волокна и спеченного матообразного теплостойкого сплавного волокна.Preferably, said porous solid component that converts to radiated heat is made of any element of the group consisting of several layers of wire mesh, ceramic foam, a matte ceramic fiber and a sintered matte heat-resistant alloy fiber.

Предпочтительно, теплонакопительный кожух выполнен из нагревающего проводника, содержащего алюминий, а упомянутая горелка выполнена из теплостойкого керамического материала, обладающего превосходной характеристикой теплового излучения.Preferably, the heat storage casing is made of a heating conductor containing aluminum, and said burner is made of heat-resistant ceramic material having an excellent thermal radiation characteristic.

Предпочтительно, камера сгорания включает в себя ступеньку для поддержания пламени, выполненную в положении, находящемся ниже по потоку от упомянутой плоской поверхности, имеющей отверстия горелки, и расположенную таким образом, что площадь сечения камеры сгорания резко увеличивается в направлении вниз по потоку.Preferably, the combustion chamber includes a step for maintaining the flame, made in a position located downstream of the aforementioned flat surface having burner holes, and located so that the cross-sectional area of the combustion chamber increases sharply in the downstream direction.

Предпочтительно, камера сгорания имеет внутренний объем 10 см3 или менее.Preferably, the combustion chamber has an internal volume of 10 cm 3 or less.

Предпочтительно, приспособление для формирования и подачи смеси содержит трубку Вентури, имеющую воздухозаборный канал и связанную с горелкой, при этом упомянутая трубка Вентури включает в себя сопло для впрыска газа, эжектор и диффузор, а также дроссельный клапан, предусмотренный в упомянутом воздухозаборном канале, и регулятор давления, связанный с упомянутым соплом для впрыска газа на его расположенной выше по потоку стороне.Preferably, the apparatus for forming and supplying the mixture comprises a venturi tube having an air inlet channel and connected to a burner, said venturi tube including a gas injection nozzle, an ejector and a diffuser, and a throttle valve provided in said air intake channel and a regulator pressure associated with said gas injection nozzle on its upstream side.

Предпочтительно, воздухозаборный канал и упомянутый выпускной канал имеют, соответственно, воздухозаборное отверстие и газовыпускное отверстие, расположенные в одинаковой ориентации и отстоящие друг от друга, причем каждое из упомянутых впускного отверстия и выпускного отверстия снабжено ветрозащитной пластиной снаружи вблизи него, а упомянутая ветрозащитная пластина имеет размер, обеспечивающий полное перекрытие ею соответствующего упомянутого впускного отверстия или выпускного отверстия.Preferably, the air intake channel and said exhaust channel have, respectively, an air inlet and a gas outlet arranged in the same orientation and spaced apart from each other, each of said inlet and outlet openings being provided with a windproof plate outside adjacent to it, and said windproof plate has a size providing full overlap by it of the corresponding mentioned inlet or outlet.

Предпочтительно, устройство включает в себя воздухозаборное отверстие и газовыпускное отверстие, соответственно открытые в независимых выступающих поверхностях, расположенные в одинаковой ориентации и отстоящие друг от друга, причем каждое из упомянутых впускного отверстия и выпускного отверстия снабжено парой ветрозащитных пластин снаружи и вблизи него, и каждая из упомянутой пары ветрозащитных пластин имеет размер, обеспечивающий полное перекрытие ею соответствующего упомянутого впускного отверстия или выпускного отверстия, а пластины в паре расположены перекрываясь и отстоят друг от друга.Preferably, the device includes an air inlet and a gas outlet, respectively open in independent protruding surfaces, arranged in the same orientation and spaced from each other, each of said inlet and outlet openings provided with a pair of windproof plates outside and near it, and each of the aforementioned pair of windshield plates has a size that ensures complete overlap by it of the corresponding said inlet or outlet, and p the plates in the pair are located overlapping and are separated from each other.

При этом газовоздушная смесь, подаваемая из приспособления для формирования и подачи смеси в камеру сгорания через отверстия горелки, зажигается искрами свечи зажигания, открытой в камеру сгорания для создания факелов вокруг плоской поверхности камеры сгорания. Когда полученный отходящий газ проходит через пористый твердотельный компонент, осуществляющий преобразование в излучаемое тепло, часть тепловой энергии преобразуется в энергию излучаемого тепла этим пористым твердотельным компонентом, осуществляющим преобразование в излучаемое тепло, и возвращается в пламя для ускорения реакции горения смеси. Таким образом, пламя формируется в виде стабильного фронта пламени, стойкого к «срывам пламени».In this case, the gas-air mixture supplied from the device for forming and supplying the mixture to the combustion chamber through the burner openings is ignited by sparks of the spark plug open into the combustion chamber to create flares around the flat surface of the combustion chamber. When the resulting exhaust gas passes through a porous solid-state component that converts to radiated heat, a portion of the thermal energy is converted to energy of radiated heat by this porous solid-state component that converts to radiated heat, and returns to the flame to accelerate the combustion reaction of the mixture. Thus, the flame is formed in the form of a stable flame front, resistant to "flame outages."

Далее изобретение будет пояснено более подробно со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых:The invention will now be explained in more detail with reference to the accompanying drawings, in which:

фиг.1 - сечение, иллюстрирующее портативное теплопередающее устройство согласно настоящему изобретению в одном варианте его осуществления.figure 1 is a cross section illustrating a portable heat transfer device according to the present invention in one embodiment of its implementation.

фиг.2 - сечение, иллюстрирующее портативное теплопередающее устройство согласно настоящему изобретению в другом варианте его осуществления.2 is a cross section illustrating a portable heat transfer device according to the present invention in another embodiment.

фиг.3 - сечение, иллюстрирующее портативное теплопередающее устройство согласно настоящему изобретению в еще одном варианте его осуществления.figure 3 is a cross section illustrating a portable heat transfer device according to the present invention in another embodiment of its implementation.

фиг.4 - фрагментарное перспективное изображение в сечении, иллюстрирующее другой пример ветрозащитного приспособления в портативном теплопередающем устройстве согласно настоящему изобретению.4 is a fragmentary perspective view in cross section illustrating another example of a wind protection device in a portable heat transfer device according to the present invention.

фиг.5 - фрагментарный вид сбоку в сечении ветрозащитного приспособления, изображенного на фиг.4.5 is a fragmentary side view in cross section of a wind protection device depicted in figure 4.

фиг.6 - сечение, иллюстрирующее другой пример горелки в портативном теплопередающем устройстве согласно настоящему изобретению.6 is a cross section illustrating another example of a burner in a portable heat transfer device according to the present invention.

фиг.7 - сечение, иллюстрирующее еще один пример горелки,7 is a cross section illustrating another example of a burner,

фиг.8 - перспективное изображение в сечении горелки с фиг.7.Fig.8 is a perspective view in cross section of the burner of Fig.7.

фиг.9 - модификация варианта осуществления с фиг.2.Fig.9 is a modification of the embodiment of Fig.2.

фиг.10 - перспективное изображение с частичным вырезом горелки в варианте осуществления с фиг.9.figure 10 is a perspective view with a partial cutaway of the burner in the embodiment of figure 9.

На фиг.1 представлено сечение, иллюстрирующее портативное теплопередающее устройство согласно настоящему изобретению в одном варианте его осуществления. Это портативное теплопередающее устройство в основном содержит приспособление А для формирования и подачи смеси, нагревательный блок В и насос Р с тепловым приводом. Приспособление для формирования и подачи смеси включает в себя трубку 3 Вентури, имеющую канал 1 подачи и сопло 2 для впрыска газа. Воздухозаборный канал 1 имеет дроссельный клапан 4. Угол открывания дроссельного клапана 4 можно регулировать снаружи с помощью рычага 5, свободно изменяя объем забираемого воздуха. Давление газа (СНГ), поступающего из стального цилиндра 6, регулируется регулятором 7 давления и поддерживается постоянным, после чего этот газ подается в сопло 2 для впрыска газа. Сопло 2 для впрыска газа имеет внутренний диаметр ϕ примерно от 40 до 60 мкм, а давление газа (избыточное давление), прикладываемое к соплу, предпочтительно отрегулировано в диапазоне примерно от 2,9×104 до 19,6×104 Па путем вращения ручки 8 регулятора давления. В трубке 3 Вентури воздух всасывается из воздухозаборного канала 1 под действием эжектора, а затем топливный газ смешивается с воздухом, вследствие чего расходуемый объем воздуха уменьшается, под действием диффузора 6. Соотношение компонентов газовоздушной смеси, имеющееся в получаемой смеси, можно изменять воздействуя вручную на рычаг 5 с тем, чтобы отрегулировать степень открывания дроссельного клапана. Хотя во время операции зажигания требуется соотношение компонентов, соответствующее богатой смеси, желательно задавать для смеси несколько обедненное соотношение компонентов смеси по сравнению с соотношением компонентов, соответствующим теоретической смеси, во время установившейся работы ввиду предотвращения неполного горения.1 is a sectional view illustrating a portable heat transfer device according to the present invention in one embodiment. This portable heat transfer device mainly comprises a device A for forming and supplying the mixture, a heating unit B and a heat driven pump P. The device for forming and supplying the mixture includes a venturi 3 having a supply channel 1 and a gas injection nozzle 2. The air intake channel 1 has a throttle valve 4. The opening angle of the throttle valve 4 can be adjusted externally using the lever 5, freely changing the amount of intake air. The pressure of the gas (LPG) coming from the steel cylinder 6 is regulated by a pressure regulator 7 and is kept constant, after which this gas is supplied to the nozzle 2 for gas injection. The gas injection nozzle 2 has an inner diameter ϕ of about 40 to 60 μm, and the gas pressure (gauge pressure) applied to the nozzle is preferably adjusted in the range of about 2.9 × 10 4 to 19.6 × 10 4 Pa by rotation handles 8 of a pressure regulator. In the venturi 3, air is sucked from the intake channel 1 under the action of an ejector, and then the fuel gas is mixed with air, as a result of which the consumed volume of air decreases under the action of the diffuser 6. The ratio of the components of the gas-air mixture available in the resulting mixture can be changed by manually acting on the lever 5 in order to adjust the degree of opening of the throttle valve. Although a component ratio corresponding to the rich mixture is required during the ignition operation, it is desirable to set the mixture to a slightly leaner ratio of the components of the mixture compared to the component ratio corresponding to the theoretical mixture during steady-state operation in order to prevent incomplete combustion.

Нагревательный блок В включает в себя горелку 11, выполненную с камерой 12 сгорания, и теплонакопительный кожух 10, имеющий такую конфигурацию, что он окружает горелку 11, и выполненный из нагревающего проводника, например алюминиевого. Горелка включает в себя большое количество отверстий 15, выполненных на ее расположенной выше по потоку стороне отстоящими друг от друга и таким образом, что они проходят до плоской поверхности 13, служа в качестве большого количества отверстий 14 горелки. Камера 12 сгорания имеет исключительно малый внутренний объем - 10 см3 или менее. Горелка В дополнительно оснащена свечой 16 зажигания, проходящей таким образом, что она открывается в камеру 12 сгорания.The heating unit B includes a burner 11 made with a combustion chamber 12, and a heat storage casing 10 having such a configuration that it surrounds the burner 11 and made of a heating conductor, for example aluminum. The burner includes a large number of holes 15 made on its upstream side spaced apart from each other and so that they extend to a flat surface 13, serving as a large number of holes 14 of the burner. The combustion chamber 12 has an extremely small internal volume of 10 cm 3 or less. The burner B is additionally equipped with a spark plug 16, passing in such a way that it opens into the combustion chamber 12.

Горелка 11 оснащена пористым твердотельным компонентом 17, осуществляющим преобразование в излучаемое тепло. В этом варианте осуществления пористый твердотельный компонент 17, осуществляющий преобразование в излучаемое тепло, содержит проволочную сетку, сформированную плетением из теплостойкой металлической проволоки, имеющей диаметр ϕ примерно от 0,1 до 0,3.The burner 11 is equipped with a porous solid-state component 17, which converts into radiated heat. In this embodiment, the porous solid-state component 17 that converts to radiated heat comprises a wire mesh formed by weaving from a heat-resistant metal wire having a diameter ϕ of about 0.1 to 0.3.

Во-первых, для операции зажигания задают смесь топливного газа и воздуха, имеющую относительно высокое соотношение компонентов, путем регулирования дроссельного клапана с помощью рычага 5 для уменьшения объема воздуха и впрыскивают такую смесь через большое количество отверстий 15 в камеру 12 сгорания горелки 11. Смесь, впрыскиваемая из отверстий, формируется в виде вихрей смеси вокруг выходных проемов отверстий ввиду резко увеличенной плоской поверхности 13. Затем смесь зажигается искрами от свечи 16 зажигания, и упомянутые вихри тоже зажигаются. Получаемые факелы из большого количества отверстий 14 горелки объединяются друг с другом, образуя единый фронт пламени, и стабилизируются в окрестности плоской поверхности. Горение вызывает увеличение температуры поверхности стенки камеры 12 сгорания, а получаемое тепло действует, обогревая область стенки над отверстиями 14 горелки с тем, чтобы подогреть смесь. Одновременно с этим высокотемпературный отходящий газ, получающийся в результате горения, проходит сквозь пористый твердотельный компонент 17, осуществляющий преобразование в излучаемое тепло. Проволока проволочной сетки, образующей пористый твердотельный компонент 17, осуществляющий преобразование в излучаемое тепло, имеет малый диаметр, поэтому температура проволочной сетки быстро увеличивается до нескольких сотен градусов, что позволяет пористому твердотельному компоненту 17, осуществляющему преобразование в излучаемое тепло, испускать энергию излучаемого тепла во всех направлениях как электромагнитные волны. Часть энергии излучаемого тепла действует, нагревая расположенную выше по потоку область, т.е. фронт пламени, что резко ускоряет горение. В этой связи доказано, что положение пористого твердотельного компонента 17, осуществляющего преобразование в излучаемое тепло, является одним из ключевых факторов, то есть эффект излучения тепла ослабнет, если это положение окажется слишком далеко от фронта пламени, и во время операции зажигания пламя вообще не сможет образоваться, если упомянутое положение окажется слишком близко к фронту пламени. Зная это, предпочтительно располагать пористый твердотельный компонент 17, осуществляющий преобразование в излучаемое тепло, в положении, удаленном от плоской поверхности камеры сгорания на 5-15 мм в направлении вниз по течению. За счет этого оказывается возможной рециркуляция тепловой энергии отходящего газа в форме энергии излучаемого тепла в пламя. Смесь интенсивно нагревается, и поэтому скорость горения будет постепенно расти. Необходимо продлить это состояние на некоторое время. Этот период времени соответствует периоду времени нагрева, необходимому для увеличения соответствующих температур пористого твердотельного компонента 17, осуществляющего преобразование в излучаемое тепло, и грелки 11 с целью гарантированного выполнения функции горения. Затем рычаг 5 перемещают, увеличивая степень открывания дроссельного клапана 4 с тем, чтобы ввести больший объем воздуха. Таким образом, смесь имеет повышенный расходуемый объем, а в камере 12 сгорания наблюдается повышенный расход. В обычной камере сгорания фронт пламени в течение рассматриваемого процесса задувается. В отличие от этого, смесь, нагретая за счет подогрева и рециркуляции тепла, имеет скорость горения, позволяющую выдержать вышеупомянутый увеличенный расход, обеспечивая стабильное поддержание фронта пламени в камере сгорания без срывов пламени. Кроме того, смесь имеет соотношение компонентов, соответствующее несколько обедненной смеси (избыток воздуха), по сравнению с соотношением компонентов, соответствующим теоретической смеси. Таким образом, полное горение осуществляется для генерирования большей тепловой энергии, а эта большая тепловая энергия будет использована для подогрева и рециркуляции тепла с тем, чтобы обеспечить нарастающее повышение стабильности пламени. Как упоминалось выше, для сжигания большего объема топливного газа в малой камере сгорания можно увеличить скорость горения. Следовательно, можно уменьшить габариты этой горелки по сравнению с обычной каталитической горелкой, имеющей ту же отдаваемую тепловую мощность, получая оптимальные размеры горелки для портативного теплопередающего устройства.Firstly, for the ignition operation, a mixture of fuel gas and air having a relatively high ratio of components is set by adjusting the throttle valve using the lever 5 to reduce the air volume, and such a mixture is injected through a large number of holes 15 into the combustion chamber 12 of the burner 11. The mixture injected from the holes, is formed in the form of vortices of the mixture around the outlet openings of the holes due to the sharply increased flat surface 13. Then the mixture is ignited by sparks from the spark plug 16, and the vortices mentioned above also ayutsya. The resulting torches from a large number of burner holes 14 are combined with each other, forming a single flame front, and stabilize in the vicinity of a flat surface. Combustion causes an increase in the surface temperature of the wall of the combustion chamber 12, and the heat produced acts by heating the wall region above the burner openings 14 in order to heat the mixture. At the same time, the high-temperature exhaust gas resulting from combustion passes through the porous solid-state component 17, which converts to radiated heat. The wire of the wire mesh that forms the porous solid-state component 17, which converts to emitted heat, has a small diameter, so the temperature of the wire mesh rapidly increases to several hundred degrees, which allows the porous solid-state component 17 that converts to radiated heat to emit the energy of radiated heat in all directions like electromagnetic waves. Part of the energy of the radiated heat acts by heating the region located upstream, i.e. flame front, which dramatically accelerates combustion. In this regard, it has been proved that the position of the porous solid-state component 17, which converts to radiated heat, is one of the key factors, that is, the effect of heat radiation will weaken if this position is too far from the flame front, and during the ignition operation the flame cannot form if the mentioned position is too close to the flame front. Knowing this, it is preferable to arrange the porous solid-state component 17, which converts to radiated heat, in a position remote from the flat surface of the combustion chamber by 5-15 mm in the downstream direction. Due to this, it is possible to recycle the thermal energy of the exhaust gas in the form of the energy of the radiated heat into the flame. The mixture is heated intensively, and therefore the burning rate will gradually increase. It is necessary to extend this condition for a while. This period of time corresponds to the period of heating time necessary to increase the corresponding temperatures of the porous solid-state component 17, which converts into radiated heat, and heating pads 11 in order to guarantee the fulfillment of the combustion function. Then, the lever 5 is moved, increasing the degree of opening of the throttle valve 4 so as to introduce a larger volume of air. Thus, the mixture has an increased flow rate, and an increased flow rate is observed in the combustion chamber 12. In a conventional combustion chamber, the flame front is blown out during the process in question. In contrast, a mixture heated by heating and recirculation of heat has a burning rate that can withstand the aforementioned increased flow rate, providing stable maintenance of the flame front in the combustion chamber without interruption of the flame. In addition, the mixture has a component ratio corresponding to a slightly lean mixture (excess air), compared with a component ratio corresponding to a theoretical mixture. Thus, complete combustion is carried out to generate more thermal energy, and this large thermal energy will be used to heat and recycle the heat in order to provide a progressive increase in flame stability. As mentioned above, to burn a larger volume of fuel gas in a small combustion chamber, the burning rate can be increased. Therefore, it is possible to reduce the dimensions of this burner compared to a conventional catalytic burner having the same heat output, thereby obtaining optimal burner sizes for a portable heat transfer device.

Тепло, генерируемое в камере 12 сгорания, накапливается теплонакопительным кожухом 10, окружающим горелку 11, и передается в насос Р с тепловым приводом, а затем поступает на внешнюю нагрузку.The heat generated in the combustion chamber 12 is accumulated by a heat-accumulating casing 10 surrounding the burner 11, and is transferred to a heat driven pump P, and then supplied to an external load.

Проволочная сетка для использования в качестве пористого твердотельного компонента 17, осуществляющего преобразование в излучаемое тепло, может быть выполнена в виде единственного слоя для получения предписываемого эффекта. Хотя можно эффективно наслоить множество проволочных сеток, многослойная проволочная сетка неизбежно вызывает увеличение сопротивления потоку отходящего газа. Таким образом, в горелке пониженного давления с относительно низкой рабочей характеристикой воздухозаборного канала использование многослойной проволочной сетки должно определяться расчетным объемом забора воздуха. По той же причине, в связи с плотностью ячеек сеток следует отметить, что в общем случае можно использовать проволочные сетки, характеризующиеся числами меш от 80 до 40. Кроме того, проволочная сетка может быть покрыта керамическим материалом для предотвращения пережога. Это также выгодно для проволочной сетки, потому что керамика обладает превосходной рабочей характеристикой излучения тепла. Помимо этого, вместо проволочной сетки можно использовать пенокерамику.The wire mesh for use as a porous solid-state component 17 that converts to radiated heat can be made in the form of a single layer to obtain the prescribed effect. Although it is possible to efficiently lay a plurality of wire mesh, a multilayer wire mesh inevitably causes an increase in resistance to the flow of exhaust gas. Thus, in a reduced pressure burner with a relatively low working characteristic of the air intake duct, the use of a multilayer wire mesh should be determined by the estimated air intake volume. For the same reason, in connection with the density of the mesh cells, it should be noted that in general it is possible to use wire mesh characterized by mesh numbers from 80 to 40. In addition, the wire mesh can be coated with ceramic material to prevent burnout. It is also beneficial for wire mesh because the ceramic has excellent heat radiation performance. In addition, foam ceramics can be used instead of wire mesh.

На фиг.2 показано портативное теплопередающее устройство согласно настоящему изобретению в другом варианте его осуществления. В этом варианте осуществления теплонакопительный кожух 10 горелки 11 выполнен из такого проводника тепла, как алюминий, как и в варианте осуществления, изображенном на фиг.1, и имеет такую конфигурацию, что полностью окружает горелку 11 и отстоит от нее, ограничивая пространство между горелкой 11 и кожухом 10. Они связаны друг с другом лишь посредством теплоизоляционного уплотнения 21, выполненного из теплоизоляционного материала и расположенного вокруг верхней части горелки 11, чтобы сквозь кожух можно было вводить смесь. Теплонакопительный кожух 10 выполнен с большим количеством отверстий 20, составляющих расположенную выше по потоку теплообменную секцию 18 и расположенную ниже по потоку теплообменную секцию 19. Наружная периферийная поверхность расположенной выше по потоку теплообменной секции связана с трубкой 3 Вентури через посредство теплоизоляционного уплотнения 22. Горелка 11 оснащена пористым твердотельным компонентом 17, осуществляющим преобразование в излучаемое тепло и расположенным на выходе камеры 12 сгорания точно так же, как в первом варианте осуществления. Как в вышеописанном варианте, между горелкой 11 и теплонакопительным кожухом 10 образуется теплоизоляционный слой воздуха для предотвращения передачи тепла, генерируемого в камере 12 сгорания во время горения, в теплонакопительный кожух 11 вследствие теплопроводности. Таким образом, сама горелка 11 нагревается до более высокой температуры, чем температура горелки в первом варианте осуществления, дополнительно ускоряя горение. Кроме того, смесь дополнительно подогревается расположенной выше по потоку теплообменной секцией 18 в две стадии, и поэтому задувание факелов в камере 12 сгорания будет менее вероятным, то есть, пламя стабилизируется. При этом тепло высокотемпературного отходящего газа накапливается расположенной ниже по потоку теплообменной секцией 19, а затем поглощается насосом Р с тепловым приводом. Таким образом, температура отходящего газа становится ниже, чем температура отходящего газа в первом варианте осуществления, и поэтому можно подводить большее количество тепла в насос Р с тепловым приводом, не теряя генерируемое тепло и достигая повышенной стабильности факелов.Figure 2 shows a portable heat transfer device according to the present invention in another embodiment. In this embodiment, the heat storage casing 10 of the burner 11 is made of a heat conductor such as aluminum, as in the embodiment shown in FIG. 1, and is configured such that it completely surrounds the burner 11 and is separated from it, limiting the space between the burner 11 and a casing 10. They are connected to each other only by means of a heat-insulating seal 21 made of heat-insulating material and located around the upper part of the burner 11 so that a mixture can be introduced through the casing. The heat storage casing 10 is made with a large number of holes 20 constituting the upstream heat exchange section 18 and the downstream heat exchange section 19. The outer peripheral surface of the upstream heat exchange section is connected to the venturi 3 through a heat insulation seal 22. The burner 11 is equipped with a porous solid-state component 17 that converts to radiated heat and is located at the output of the combustion chamber 12 in the same way as in the first embodiment implementation. As in the above embodiment, a heat-insulating layer of air is formed between the burner 11 and the heat storage casing 10 to prevent the heat generated in the combustion chamber 12 from being transferred to the heat storage casing 11 due to heat conduction. Thus, the burner 11 itself is heated to a higher temperature than the temperature of the burner in the first embodiment, further accelerating combustion. In addition, the mixture is additionally heated by the upstream heat exchange section 18 in two stages, and therefore, blowing of flares in the combustion chamber 12 will be less likely, that is, the flame will stabilize. In this case, the heat of the high-temperature exhaust gas is accumulated located downstream of the heat exchange section 19, and then absorbed by the heat pump P. Thus, the temperature of the exhaust gas becomes lower than the temperature of the exhaust gas in the first embodiment, and therefore, it is possible to supply more heat to the heat driven pump P without losing the generated heat and achieving improved flame stability.

Хотя горелка 11 для использования в этом варианте осуществления предпочтительно выполнена из теплостойкой керамики, обладающей превосходной рабочей характеристикой излучения тепла, без каких-либо проблем можно с равным успехом использовать теплостойкий металл, такой как нержавеющая сталь.Although the burner 11 for use in this embodiment is preferably made of heat-resistant ceramic having an excellent heat radiation performance, heat-resistant metal such as stainless steel can equally well be used.

На фиг.3 показано портативное теплопередающее устройство согласно настоящему изобретению в еще одном варианте его осуществления. В этом варианте осуществления предусматриваются выпускной канал 23 для выпуска отходящего газа через расположенную ниже по потоку теплообменную секцию 19, соответствующую второму варианту осуществления, и ветрозащитная пластина 24, расположенная снаружи в окрестности выходного отверстия 23' для отходящего газа для защиты от ветров. Кроме того, снаружи в окрестности воздухозаборного отверстия 1' воздухозаборного канала 1 расположена ветрозащитная пластина 25. Воздухозаборное отверстие и газовыпускное отверстие находятся в общей плоскости, проходящей через оси воздухозаборного канала и выпускного канала в устройстве, и отстоят друг от друга. Причина заключается в том, что заборное отверстие и выпускное отверстие должны быть расположены с возможностью восприятия одного и того же ветрового давления, когда дует ветер, чтобы предотвратить срыв пламени. В общем случае, котел для ванной выполняют таким образом, что воздухозаборное отверстие и газовыпускное отверстие выполнены в целом так, что оказывается возможным осуществление теплообмена между ними, сопровождаемого уменьшением потерь отходящего газа. В этом варианте осуществления вышеописанная компоновка может вносить вклад в уменьшение потерь. Однако внутренний объем камеры сгорания в настоящем изобретении составляет лишь сотую часть от объема котла для ванной, и поэтому нагрузка камеры сгорания (количество тепла, генерируемого в камере сгорания, деленное на внутренний объем, выраженный в см3, камеры сгорания) относительно высока. Это означает, что хотя температура камеры сгорания становится выше, чтобы повысить стабильность факелов, шум горения станет сильнее. Этот шум подразделяется на шум, передаваемый к воздухозаборному отверстию через диффузор и трубку Вентури, и шум, передаваемый к газовыпускному отверстию. Затем эти шумы выдаются в атмосферу и гасятся или затухают. Если воздухозаборное отверстие и газовыпускное отверстие находятся близко друг к другу, то заборное отверстие и выпускное отверстие будут акустически связанными друг с другом, и оказывается вероятным резонанс, увеличивающий силу шума, имеющего только одну, конкретную частоту. Затем шум будет преобразован в изменение давления, приводящее к задуванию факелов. Этой проблемы можно избежать только в случае, если соответствующая длина газового канала между воздухозаборным отверстием и камерой сгорания и между газовыпускным отверстием и камерой сгорания минимизирована, а воздухозаборное отверстие и газовыпускное отверстие выполнены отстоящими друг от друга на заданное расстояние между ними. Если все же необходимо расположить их близко друг к другу, то приходится устанавливать между ними стенку, чтобы разорвать акустическую связь. Каждая из ветрозащитных пластин должна иметь размеры, позволяющие ей полностью перекрыть воздухозаборное отверстие или газовыпускное отверстие с тем, чтобы предотвратить непосредственное воздействие ветрового давления на заборное отверстие и выпускное отверстие. Каждая из ветрозащитных пластин расположена на некотором расстоянии от воздухозаборного отверстия и газовыпускного отверстия, обеспечивая забор воздуха или выпуск газа через имеющийся промежуток.Figure 3 shows a portable heat transfer device according to the present invention in another embodiment. In this embodiment, an exhaust gas outlet 23 is provided through the downstream heat exchange section 19 according to the second embodiment and a windproof plate 24 located externally in the vicinity of the exhaust gas outlet 23 'for protection against winds. In addition, outside the vicinity of the air intake hole 1 ′ of the air intake channel 1, there is a windproof plate 25. The air intake and gas outlet are in a common plane passing through the axis of the air intake channel and the exhaust channel in the device, and are spaced from each other. The reason is that the intake and exhaust openings must be positioned to absorb the same wind pressure when the wind blows to prevent flame failure. In the General case, the boiler for the bathroom is performed in such a way that the air inlet and the gas outlet are made in General so that it is possible to implement heat exchange between them, accompanied by a decrease in loss of exhaust gas. In this embodiment, the above arrangement may contribute to loss reduction. However, the internal volume of the combustion chamber in the present invention is only one hundredth of the volume of the boiler for a bath, and therefore the load of the combustion chamber (the amount of heat generated in the combustion chamber divided by the internal volume expressed in cm 3 of the combustion chamber) is relatively high. This means that although the temperature of the combustion chamber becomes higher in order to increase the stability of the flares, the combustion noise will become stronger. This noise is divided into noise transmitted to the air inlet through the diffuser and the venturi, and noise transmitted to the gas outlet. Then these noises are emitted into the atmosphere and are damped or damped. If the air inlet and the gas outlet are close to each other, then the air inlet and outlet will be acoustically connected to each other, and resonance is likely to increase the strength of the noise having only one specific frequency. Then the noise will be converted to a change in pressure, leading to blowing out of the flares. This problem can be avoided only if the corresponding length of the gas channel between the air inlet and the combustion chamber and between the gas outlet and the combustion chamber is minimized, and the air inlet and gas outlet are spaced apart by a predetermined distance between them. If you still need to place them close to each other, you have to install a wall between them in order to break the acoustic connection. Each of the windshield plates must be dimensioned so that it can completely block the air intake or gas outlet so as to prevent the direct impact of wind pressure on the intake and exhaust openings. Each of the windproof plates is located at a certain distance from the air inlet and the gas outlet, providing air intake or gas outlet through the existing gap.

На фиг.4 и 5 показана дополнительная ветрозащитная система. Воздухозаборное отверстие 1' открывается в выступающей поверхности 27, которая выполнена выступающей из поверхности 26 на расстояние D. Это делает возможным исключение негативного влияния ветра, направление которого изменяется из-за столкновения с поверхностью 26 и который становится текущим параллельно поверхности 26. Кроме того, как показано на фиг.4 и 5, выполнены отстоящими друг от друга первая ветрозащитная пластина 28, аналогичная ветрозащитной пластине 25, и вторая ветрозащитная пластина 29. В этой компоновке изменение давление из-за завихрений воздуха, возникающих на краях ветрозащитных пластин вследствие порыва ветра, можно уменьшить в две стадии. Кроме того, эта конструкция может предотвращать негативное воздействие ветра, дующего в поперечном направлении под острым углом, на воздухозаборное отверстие.Figures 4 and 5 show an additional windproof system. The air intake hole 1 'opens in the protruding surface 27, which is made protruding from the surface 26 by a distance D. This makes it possible to eliminate the negative influence of the wind, the direction of which changes due to a collision with the surface 26 and which becomes current parallel to the surface 26. In addition, shown in figures 4 and 5, are made spaced apart from each other, the first windproof plate 28, similar to the windproof plate 25, and the second windproof plate 29. In this arrangement, the change in pressure due to the curl air valence occurring at the edges of windproof plates due to a gust of wind can be reduced in two stages. In addition, this design can prevent the negative impact of wind blowing in the transverse direction at an acute angle on the air intake opening.

Эти две ветрозащитные пластины и выступающая поверхность также применимы к воздуховыпускному отверстию. Их влияние значительно, и при их наличии становится возможной горелка для портативного теплопередающего устройства, предназначенного для стабильного использования на открытом воздухе без срывовThese two windshield plates and protruding surface are also applicable to the air outlet. Their influence is significant, and if available, a burner becomes possible for a portable heat transfer device designed for stable outdoor use without interruption

пламени даже при ветре, скорость которого составляет примерно 20 м/сек.flame even in winds with a speed of approximately 20 m / s.

На фиг.6 показан один пример горелки нагревательного блока, предназначенного для использования в портативном теплопередающем устройстве согласно настоящему изобретению. Горелка 11 целиком выполнена из такого материала, как керамика, обладающего превосходной стойкостью к высоким температурам и рабочей характеристикой тепловой изоляции. Как показано на фиг.6, эта горелка включает в себя большое количество отверстий 14 горелки, каждое из которых выполнено доходящим до плоской поверхности 13, контактирующей с камерой сгорания. Каждое из отверстий горелки обладает некоторой степенью протяженности и служит для передачи тепла в смесь и блокировки обратных вспышек. Отверстие горелки имеет диаметр ϕ примерно от 0,8 до 1,2. На расположенной ниже по потоку стороне плоской поверхности 13 выполнена ступенька 30 для увеличения площади сечения камеры сгорания, а в некотором положении, отдаленном от ступеньки, со стороны, расположенной ниже по потоку от ступеньки, имеются два слоя проволочных сеток, служащих в качестве пористого твердотельного компонента 17, осуществляющего преобразование в излучаемое тепло. Когда требуется увеличить отдаваемую тепловую мощность во время горения в установившемся состоянии, можно увеличить давление газа из сопла с целью впрыска большего объема топливного газа. Тогда из воздухозаборного отверстия вводится соответственно увеличенный объем воздуха, а в камеру сгорания вводится больший объем смеси. Фронт пламени перемещается в направлении вниз по потоку по мере увеличения скорости течения смеси. Во время этого процесса скорость течения снижается на ступеньке 30, и вокруг этой ступеньки возникают дополнительные вихри, обеспечивая стабилизацию фронта пламени. Таким образом, область на внутренней стороне этой ступеньки 30 становится одним большим отверстием горелки. Это делает возможным сжигание большого объема смеси. Кроме того, можно избирательно увеличивать и уменьшать отдаваемую тепловую мощность.FIG. 6 shows one example of a burner of a heating unit for use in a portable heat transfer device according to the present invention. The burner 11 is entirely made of a material such as ceramic, which has excellent resistance to high temperatures and thermal insulation performance. As shown in FIG. 6, this burner includes a large number of burner openings 14, each of which extends to a flat surface 13 in contact with the combustion chamber. Each of the burner openings has a certain degree of extension and serves to transfer heat to the mixture and block back flashes. The burner opening has a diameter ϕ of about 0.8 to 1.2. On the downstream side of the flat surface 13, a step 30 is made to increase the cross-sectional area of the combustion chamber, and in a certain position remote from the step, on the side downstream of the step, there are two layers of wire mesh serving as a porous solid component 17, converting to radiated heat. When it is necessary to increase the heat output during steady state combustion, it is possible to increase the gas pressure from the nozzle in order to inject a larger volume of fuel gas. Then a correspondingly increased volume of air is introduced from the air inlet, and a larger volume of the mixture is introduced into the combustion chamber. The flame front moves downstream as the flow rate of the mixture increases. During this process, the flow velocity decreases at step 30, and additional vortices arise around this step, providing stabilization of the flame front. Thus, the region on the inside of this step 30 becomes one large burner opening. This makes it possible to burn a large volume of the mixture. In addition, it is possible to selectively increase and decrease the heat output.

На фиг.7 показан еще одни пример горелки в нагревательной секции. Из двух слоев проволочных сеток первый слой включает в себя шевронную проволочную сетку, выполненную в форме шевронов. Это дает возможность увеличить площадь поверхности проволочной сетки и уменьшить сопротивление потоку отходящего газа. Хотя второй слой тоже можно выполнить в форме шевронов, предпочтительно выполнить его в плоской форме, как показано на фиг.7, и уменьшить плотность ячеек сеток.7 shows yet another example of a burner in a heating section. Of the two layers of wire mesh, the first layer includes a chevron wire mesh made in the form of chevrons. This makes it possible to increase the surface area of the wire mesh and reduce the resistance to the flow of exhaust gas. Although the second layer can also be made in the form of chevrons, it is preferable to make it in a flat form, as shown in Fig.7, and reduce the density of the mesh cells.

На фиг.8 представлено перспективное изображение в сечении горелки, изображенной на фиг.7, подробнее иллюстрирующее шевронную проволочную сетку.On Fig presents a perspective image in cross section of the burner shown in Fig.7, illustrating in more detail the chevron wire mesh.

На фиг.9 представлена модификация варианта осуществления, проиллюстрированного на фиг.2. За исключением того, что большая часть поверхности камеры 12 сгорания горелки 11, включающая в себя область поверхности, противоположную фронту пламени, ограничена пористым твердотельным компонентом 17, осуществляющим преобразование в излучаемое тепло, этот вариант осуществления является таким же, как вариант осуществления, проиллюстрированный на фиг.2. Как недвусмысленно показано на фиг.10, этот пористый твердотельный компонент 17, осуществляющий преобразование в излучаемое тепло, выполнен в форме корзины и прикреплен к горелке 11 путем посадочного сцепления с вырезанной частью, сформированной вдоль окружного направления горелки 11. В этой конструкции площадь поверхности пористого твердотельного компонента, осуществляющего преобразование в излучаемое тепло, значительно увеличивается, и поэтому сопротивление потоку отходящего газа в целом эффективно уменьшается. Таким образом, когда проволочная сетка используется в качестве пористого твердотельного компонента, осуществляющего преобразование в излучаемое тепло, можно использовать проволочную сетку, имеющую увеличенную плотность ячеек сетки, и можно увеличить количество слоев. Материал пористого твердотельного компонента, осуществляющего преобразование в излучаемое тепло, может включать в себя несколько слоев проволочных сеток, пенокерамику, матообразное керамическое волокно или спеченное матообразное теплостойкое сплавное волокно.FIG. 9 shows a modification of the embodiment illustrated in FIG. 2. With the exception that most of the surface of the combustion chamber 12 of the burner 11, including the surface area opposite the flame front, is limited by the porous solid-state component 17 that converts to radiated heat, this embodiment is the same as the embodiment illustrated in FIG. .2. As explicitly shown in FIG. 10, this porous solid-state component 17, which converts to radiated heat, is made in the form of a basket and is attached to the burner 11 by landing engagement with a cut out portion formed along the circumferential direction of the burner 11. In this design, the surface area of the porous solid-state the component that converts to radiated heat increases significantly, and therefore the resistance to the flow of exhaust gas as a whole effectively decreases. Thus, when the wire mesh is used as a porous solid-state component that converts to radiated heat, a wire mesh having an increased density of mesh cells can be used, and the number of layers can be increased. The material of the porous solid-state component that converts to radiated heat may include several layers of wire mesh, ceramic foam, a matte ceramic fiber or a sintered matte heat-resistant alloy fiber.

Claims (13)

1. Портативное теплопередающее устройство, содержащее приспособление для формирования и подачи смеси для получения смеси топливного газа и воздуха, нагревательный блок, включающий в себя теплонакопительный кожух и горелку, установленную в упомянутом теплонакопительном кожухе и выполненную с камерой сгорания, имеющей плоскую поверхность, причем упомянутая горелка включает в себя множество отверстий, каждое из которых выполнено на ее верхней по потоку стороне, доходит до упомянутой плоской поверхности и служит в качестве отверстия горелки, предназначенного для впрыска смеси в камеру сгорания для осуществления сжигания упомянутой смеси в камере сгорания, и пористый твердый компонент, осуществляющий преобразование в излучаемое тепло и выполненный с возможностью частичного преобразования тепловой энергии отходящего газа, получаемого в результате сжигания в камере сгорания, в энергию излучаемого тепла, при этом упомянутый пористый твердый компонент, осуществляющий преобразование в излучаемое тепло, ограничивает, по меньшей мере, область поверхности камеры сгорания, расположенную напротив фронта пламени, получаемого вблизи упомянутой плоской поверхности и насос с тепловым приводом, подсоединенный к теплонакопительному кожуху и выполненный с возможностью приема тепла, генерируемого за счет сжигания смеси в камере сгорания, через теплонакопительный кожух, отличающееся тем, что теплонакопительный кожух имеет такую форму, что он полностью окружает упомянутую горелку, находясь на расстоянии от нее и образуя промежуток между упомянутой горелкой и упомянутым кожухом, и выполнен со множеством отверстий, составляющих расположенную выше по потоку теплообменную секцию и расположенную ниже по потоку теплообменную секцию, при этом упомянутый теплонакопительный кожух выполнен с возможностью осуществления теплообмена, когда отходящий газ из камеры сгорания проходит через расположенную ниже по потоку теплообменную секцию, и передачи упомянутого принятого тепла таким образом, что его можно использовать для подогрева смеси в упомянутой расположенной выше по потоку теплообменной секции и для нагрева упомянутого насоса с тепловым приводом.1. A portable heat transfer device containing a device for forming and supplying a mixture to obtain a mixture of fuel gas and air, a heating unit including a heat storage casing and a burner installed in said heat storage casing and made with a combustion chamber having a flat surface, said burner includes many holes, each of which is made on its upstream side, reaches the aforementioned flat surface and serves as a hole in the mount a flap intended for injection of the mixture into the combustion chamber for burning said mixture in the combustion chamber, and a porous solid component that converts into radiated heat and is capable of partially converting the thermal energy of the exhaust gas resulting from combustion in the combustion chamber into radiant energy heat, wherein said porous solid component converting to radiated heat limits at least a region of the surface of the combustion chamber, p located opposite the flame front, obtained near the aforementioned flat surface and a heat-driven pump, connected to a heat-accumulating casing and configured to receive heat generated by burning the mixture in the combustion chamber through a heat-accumulating casing, characterized in that the heat-accumulating casing has such a shape, that it completely surrounds the mentioned burner, being at a distance from it and forming a gap between the said burner and the said casing, and is made with many holes, comprising an upstream heat exchange section and a downstream heat exchange section, wherein said heat storage casing is configured to perform heat transfer when the exhaust gas from the combustion chamber passes through the downstream heat exchange section and transfer said heat received so that it can be used to heat the mixture in said upstream heat exchange section and to heat said heat driven pump. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что большая часть поверхности камеры сгорания упомянутой горелки, включающая в себя упомянутую область поверхности, противоположную фронту пламени, ограничена упомянутым пористым твердым компонентом, осуществляющим преобразование в излучаемое тепло.2. The device according to claim 1, characterized in that most of the surface of the combustion chamber of said burner, including said surface area opposite to the flame front, is limited to said porous solid component that converts to radiated heat. 3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что оно включает в себя выпускной канал, сообщающийся посредством текучей среды с расположенной ниже по потоку теплообменной секцией упомянутого теплонакопительного кожуха.3. The device according to claim 1, characterized in that it includes an outlet channel in fluid communication with the downstream heat-exchange section of said heat-accumulating casing. 4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что упомянутый пористый твердый компонент, осуществляющий преобразование в излучаемое тепло, выполнен из пенокерамики.4. The device according to claim 1, characterized in that said porous solid component that converts into radiated heat is made of ceramic foam. 5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что упомянутый пористый твердый компонент, осуществляющий преобразование в излучаемое тепло, выполнен из нескольких слоев проволочных сеток.5. The device according to claim 1, characterized in that the said porous solid component that converts to radiated heat is made of several layers of wire mesh. 6. Устройство по п.5, отличающееся тем, что одна или более упомянутых проволочных сеток имеет форму шевронов.6. The device according to claim 5, characterized in that one or more of the aforementioned wire meshes has the shape of chevrons. 7. Устройство по п.2, отличающееся тем, что упомянутый пористый твердый компонент, осуществляющий преобразование в излучаемое тепло, выполнен из любого элемента группы, состоящей из нескольких слоев проволочных сеток, пенокерамики, матообразного керамического волокна и спеченного матообразного теплостойкого сплавного волокна.7. The device according to claim 2, characterized in that the said porous solid component that converts to radiated heat is made of any element of the group consisting of several layers of wire mesh, ceramic foam, a matte ceramic fiber and a sintered matte heat-resistant alloy fiber. 8. Устройство по п.1, отличающееся тем, что упомянутый теплонакопительный кожух выполнен из нагревающего проводника, содержащего алюминий, а упомянутая горелка выполнена из теплостойкого керамического материала, обладающего превосходной характеристикой теплового излучения.8. The device according to claim 1, characterized in that said heat-accumulating casing is made of a heating conductor containing aluminum, and said burner is made of heat-resistant ceramic material having an excellent thermal radiation characteristic. 9. Устройство по п.1, отличающееся тем, что упомянутая камера сгорания включает в себя ступеньку для поддержания пламени, выполненную в положении, находящемся ниже по потоку от упомянутой плоской поверхности, имеющей отверстия горелки, и расположенную таким образом, что площадь сечения камеры сгорания резко увеличивается в направлении вниз по потоку.9. The device according to claim 1, characterized in that said combustion chamber includes a step for maintaining a flame, made in a position located downstream of said flat surface having burner openings and located so that the cross-sectional area of the combustion chamber increases sharply in the downstream direction. 10. Устройство по любому из пп.1 и 2 или 9, отличающееся тем, что упомянутая камера сгорания имеет внутренний объем 10 см3 или менее.10. A device according to any one of claims 1 and 2 or 9, characterized in that said combustion chamber has an internal volume of 10 cm 3 or less. 11. Устройство по п.1, отличающееся тем, что упомянутое приспособление для формирования и подачи смеси содержит трубку Вентури, имеющую воздухозаборный канал и связанную с горелкой, при этом упомянутая трубка Вентури включает в себя сопло для впрыска газа, эжектор и диффузор, а также дроссельный клапан, предусмотренный в упомянутом воздухозаборном канале, и регулятор давления, связанный с упомянутым соплом для впрыска газа на его, расположенной выше по потоку, стороне.11. The device according to claim 1, characterized in that the said device for forming and supplying the mixture comprises a venturi tube having an air intake channel and connected to the burner, said venturi tube including a gas injection nozzle, an ejector and a diffuser, and a throttle valve provided in said air intake channel and a pressure regulator associated with said gas injection nozzle on its upstream side. 12. Устройство по п.2, отличающееся тем, что упомянутый воздухозаборный канал и упомянутый выпускной канал имеют соответственно воздухозаборное отверстие и газовыпускное отверстие, расположенные в одинаковой ориентации и отстоящие друг от друга, причем каждое из упомянутых впускного отверстия и выпускного отверстия снабжено ветрозащитной пластиной снаружи вблизи него, а упомянутая ветрозащитная пластина имеет размер, обеспечивающий полное перекрытие ею соответствующего упомянутого впускного отверстия или выпускного отверстия.12. The device according to claim 2, characterized in that said air intake channel and said exhaust channel have respectively an air inlet and a gas outlet located in the same orientation and spaced from each other, each of the said inlet and outlet opening with a windproof plate outside close to it, and said windshield plate has a size that allows it to completely overlap the corresponding said inlet or outlet. 13. Устройство по п.3, отличающееся тем, что оно включает в себя воздухозаборное отверстие и газовыпускное отверстие, соответственно открытые в независимых выступающих поверхностях, расположенные в одинаковой ориентации и отстоящие друг от друга, причем каждое из упомянутых впускного отверстия и выпускного отверстия снабжено парой ветрозащитных пластин снаружи и вблизи него, и каждая из упомянутой пары ветрозащитных пластин имеет размер, обеспечивающий полное перекрытие ею соответствующего упомянутого впускного отверстия или выпускного отверстия, а пластины в паре расположены перекрываясь и отстоят друг от друга. 13. The device according to claim 3, characterized in that it includes an air inlet and a gas outlet, respectively open in independent protruding surfaces located in the same orientation and spaced from each other, each of the said inlet and outlet openings provided with a pair wind protection plates outside and near it, and each of the aforementioned pair of wind protection plates has a size that ensures that it completely overlaps the corresponding said inlet or outlet th hole, and the plates in the pair are located overlapping and spaced from each other.
RU2006138013/06A 2004-03-30 2005-03-30 Portable heat-transfer device RU2369806C2 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004098476 2004-03-30
JP2004-098476 2004-03-30

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2006138013A RU2006138013A (en) 2008-05-10
RU2369806C2 true RU2369806C2 (en) 2009-10-10

Family

ID=35063865

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2006138013/06A RU2369806C2 (en) 2004-03-30 2005-03-30 Portable heat-transfer device

Country Status (6)

Country Link
US (1) US7661420B2 (en)
EP (1) EP1731848A1 (en)
JP (1) JP4653082B2 (en)
CN (1) CN100532994C (en)
RU (1) RU2369806C2 (en)
WO (1) WO2005095869A1 (en)

Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20100018606A (en) * 2007-06-06 2010-02-17 노쓰 캐롤라이나 스테이트 유니버시티 Combustion method of high viscosity low calorific value liquid fuel
DE102008048359B4 (en) * 2008-09-22 2010-08-26 Sgl Carbon Se Apparatus for combustion of a fuel / oxidizer mixture
US20120125311A1 (en) * 2010-11-18 2012-05-24 Thomas & Betts International, Inc. Premix air heater
CN102692017B (en) * 2011-03-25 2015-03-18 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 Solid-oxide fuel cell (SOFC) power generation system and burner thereof
CN102330980B (en) * 2011-08-18 2014-10-01 郑州豫兴耐火材料有限公司 Flame-stabilized hedging flow-equalized combustor with coal gas and air jet injecting and mixing porous bodies
CN103107348B (en) * 2011-11-09 2015-12-16 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 A kind of SOFC system coupled mode reforming reactor and electricity generation system
US20140338660A1 (en) * 2011-11-14 2014-11-20 Gregory Alan Kelly Gas powered heater
KR101319256B1 (en) * 2012-03-05 2013-10-17 주식회사 경동나비엔 Gas Air Mixer for Combustors
US11460188B2 (en) 2013-02-14 2022-10-04 Clearsign Technologies Corporation Ultra low emissions firetube boiler burner
US10119704B2 (en) 2013-02-14 2018-11-06 Clearsign Combustion Corporation Burner system including a non-planar perforated flame holder
US10386062B2 (en) 2013-02-14 2019-08-20 Clearsign Combustion Corporation Method for operating a combustion system including a perforated flame holder
EP3097365A4 (en) * 2014-01-24 2017-10-25 Clearsign Combustion Corporation LOW NOx FIRE TUBE BOILER
CN104089287B (en) * 2014-07-20 2017-01-25 沈阳工程学院 Cylindrical radiation porous medium heater capable of achieving diffusive combustion in cavity
CN106287717A (en) * 2015-05-15 2017-01-04 张达积 Infrared ray oxygen-hydrogen burner
US11236903B2 (en) * 2018-02-23 2022-02-01 Fulton Group N.A., Inc. Compact inward-firing premix fuel combustion system, and fluid heating system and packaged burner system including the same

Family Cites Families (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3561903A (en) * 1969-07-07 1971-02-09 Gen Instrument Corp Burner chamber unit for a thermoelectric generator or the like
US4047876A (en) * 1975-03-24 1977-09-13 Comstock & Wescott, Inc. Catalytic fuel combustion apparatus and method
US4212593A (en) * 1979-01-25 1980-07-15 Utah State University Foundation Heat-powered water pump
JPS57198913A (en) * 1981-05-30 1982-12-06 Ryozo Echigo Burner for fuel of low calorific value
AU6727787A (en) * 1985-11-21 1987-07-01 Werner Fiala Process for raising the temperature of catalysts and device for performing the process
JPH0718408B2 (en) * 1986-06-23 1995-03-06 謙治 岡安 Heat driven pump
JPS6419212A (en) * 1987-07-09 1989-01-23 Matsushita Electric Ind Co Ltd Burner
JPH0751681Y2 (en) 1987-07-24 1995-11-22 松下電工株式会社 lighting equipment
JP2657809B2 (en) * 1987-12-22 1997-09-30 謙治 岡安 Heat transfer device
JP2594446B2 (en) * 1987-12-22 1997-03-26 謙治 岡安 Heat transfer device
JP2519959B2 (en) * 1987-12-22 1996-07-31 謙治 岡安 Electronic device cooling device
JPH03117283A (en) 1989-09-29 1991-05-20 Canon Inc Picture processor
JPH0754640Y2 (en) * 1990-09-10 1995-12-18 謙治 岡安 Heat driven pump
JP3088127B2 (en) * 1991-05-22 2000-09-18 謙治 岡安 Portable heat transfer device
JPH0774685B2 (en) * 1992-08-05 1995-08-09 株式会社ノーリツ Combustion device
US5326257A (en) 1992-10-21 1994-07-05 Maxon Corporation Gas-fired radiant burner
DE69528513T2 (en) * 1994-12-06 2003-02-13 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. combustion device
JP3684637B2 (en) * 1995-10-30 2005-08-17 松下電器産業株式会社 Heating clothes
JP2751051B2 (en) * 1996-09-02 1998-05-18 謙治 岡安 Heat transfer device
JPH10267232A (en) * 1997-03-28 1998-10-09 Osaka Gas Co Ltd Heater
JP3734354B2 (en) * 1997-11-14 2006-01-11 大阪瓦斯株式会社 Hybrid catalytic combustion apparatus and catalytic combustion method
JP3466103B2 (en) * 1999-03-16 2003-11-10 松下電器産業株式会社 Catalytic combustion device
JP4608161B2 (en) * 1999-08-19 2011-01-05 パナソニック株式会社 Catalytic combustion device and fuel vaporizer
US6446426B1 (en) * 2000-05-03 2002-09-10 Philip Morris Incorporated Miniature pulsed heat source
CN2472132Y (en) * 2001-03-30 2002-01-16 麦正辉 Indoor mobile gas heater
CN101305246B (en) * 2005-09-29 2012-01-11 冈安谦治 Portable heat transfer unit

Also Published As

Publication number Publication date
WO2005095869A1 (en) 2005-10-13
US20070020575A1 (en) 2007-01-25
JP4653082B2 (en) 2011-03-16
US7661420B2 (en) 2010-02-16
CN1950646A (en) 2007-04-18
RU2006138013A (en) 2008-05-10
JPWO2005095869A1 (en) 2008-02-21
CN100532994C (en) 2009-08-26
EP1731848A1 (en) 2006-12-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7661420B2 (en) Portable heat transfer apparatus
JP4233877B2 (en) Method and apparatus for burner air-fuel ratio control using sensors
EP1904789B1 (en) Catalytic combustor and method thereof
US20140076307A1 (en) Infrared tube heater
WO2012152194A1 (en) Apparatus for heating working fluid of gas turbine-solar power generation system
US6755644B2 (en) Method and apparatus for operating gaseous fuel fired heater
JP5007899B2 (en) Portable heat transfer device
JP2004044845A (en) Low NOx combustion method and low NOx combustor for gas turbine
CN107477871B (en) Heat exchanger, full-premix hot water boiler and control method thereof
JP2001221508A (en) Hot-air blower
JP2007155216A (en) 2-layer combustor
JP3850823B2 (en) Liquid heating device
CN218096630U (en) Gas water heater
JP2711371B2 (en) Gas diffusion mechanism of cylindrical surface combustion burner
CN220707332U (en) Porous medium combustor and heating furnace
JP2007113908A (en) Portable heat transfer unit
JP2005030686A (en) Hydrogen-gas triple heater
JP2009074784A (en) System combustion for collecting combustion core and generating high-temperature heat by using burning tube by installing cylindrical burning tube in main burner, and injecting swirling secondary air around combustion flame for cylindrical burning tube
JP2005233498A (en) Gas range
KR102367727B1 (en) Regenerative burner
JPH06249414A (en) Catalytic burner
JP2844687B2 (en) Infrared heater
CN113864754A (en) Pulse combustion superheated steam generator
RU2599878C1 (en) Hot-water boiler
JPH026431B2 (en)

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20150331